Hightech-Plug-in-Hybrid bringt Allrad in den Multivan
VW NUTZFAHRZEUGE Feinste deutsche Ingenieurskunst hat ein neues Paradebeispiel: Der neue Plug-in-Hybrid-Allradantrieb «eHybrid 4Motion» für VW Multivan und das Freizeitfahrzeug California verbindet bis zu 95 Kilometer elektrisches Fahren, Langstreckentauglichkeit und maximale Traktion miteinander.
Wer sich für Technik interessiert, den dürften die neuen Plug-in-Hybridmodelle von VW Nutzfahrzeuge faszinieren. Ihr eHybrid-4Motion-System (180 kW / 245 PS) ist der Nachfolger des 2021 im Multivan vorgestellten Plug-in-Hybridantriebs (160 kW / 218 PS) mit reinem Frontantrieb. Die Elemente damals: ein 1.4 TSI (110 kW / 150 PS), eine E-Maschine (85 kW / 115 PS) als Moduleinheit mit 6-Gang-DSG und eine 10,4 kWh grosse Batterie. Für die neuen Modelle wurde die Moduleinheit aus 6-Gang-DSG und Vorderachs-E-Maschine weiterentwickelt, alle anderen Komponenten sind komplett neu.
Hocheffizienter Turbobenziner
Motorseitig kommt im neuen Multivan (und California) eHybrid 4Motion der Turbobenziner 1.5 TSI evo2 (Baureihe EA211, 130 kW / 177 PS, 250 Nm) zum Einsatz. Den Vierzylinder kennzeichnen Features wie ein VTG-Turbolader mit variabler Turbinengeometrie, eine effiziente Hochdruckeinspritzung mit 350 bar, plasmabeschichtete Zylinderlaufbahnen (zur Reduzierung der Reibung), Kolben mit eingegossenen Kühlkanälen und das hocheffiziente TSI-evo-Brennverfahren.
Für die Effizienz entscheidend sind hier die Optimierung der Brennraumkühlung und die Symbiose aus dem auf dem Miller-Cycle (frühes Schliessen der Einlassventile) basierenden Brennverfahren mit einer hohen Verdichtung und der VTG-Aufladung. Das Benzin-Luft-Gemisch wird dabei im gesamten Betriebsbereich des Motors mit Lambda 1 gefahren; der 1.5 TSI läuft damit weder zu fett (Benzinüberschuss) noch zu mager (Sauerstoffüberschuss), da der Treibstoff vollständig und sauber verbrannt wird.
An der Vorderachse kommt parallel zum TSI eine E-Maschine zum Einsatz (ebenfalls 85 kW / 115 PS, 330 Nm). Erneut bildet die E-Maschine mit dem 6-Gang-DSG ein Modul, mit aufgrund ihrer Weiterentwicklung neuer und noch effizienterer Hybridstrategie, die zum Beispiel eine vergleichsweise starke Beschleunigung im elektrischen Modus erlaubt, ohne dass der TSI anspringt.
Hightech-Plug-in-Hybrid mit zuschaltbarer E-Hinterachse
Als dritter technischer Baustein kommt die zweite E-Maschine (100 kW / 136 PS, 250 Nm) an der Verbundlenker-Hinterachse zum Einsatz. Ihre Kraft wird über ein 1-Gang-Getriebe an die Hinterachse übertragen. Je nach Fahrsituation kann der Hinterachsantrieb mittels einer Klauenkupplung zu- oder abgeschaltet werden. Diese ist aus Sicherheitsgründen als «normaly open» System ausgeführt: Erst auf Befehl wird ein Kraftschluss zwischen der E-Maschine und den Rädern hergestellt. Dafür wird zunächst die E-Maschine auf die erforderliche Drehzahl beschleunigt, um den reibungslosen Kraftschluss zu gewährleisten.
Technisch handelt es sich sowohl vorn als auch hinten um permanenterregte Synchronmaschinen. Der 1.5 TSI evo2 und die E-Maschinen entwickeln zusammen ein Systemdrehmoment von 350 Nm, die nahezu aus dem Stand heraus zur Verfügung stehen.
Batteriekapazität fast verdoppelt
Ein weiterer wesentlicher Bestandteil des Antriebs ist die neue Hochvoltbatterie, mit 19,7 kWh fast doppelt so leistungsfähig wie ihr Pendant im eHybrid mit Frontantrieb. Die Lithium-Ionen-Hochvoltbatterie besteht aus 96 Zellmodulen einer neuen Entwicklungsstufe, deren Temperaturniveau über eine externe Flüssigkeitskühlung geregelt wird. Als weitere Besonderheit kommen zwei Leistungselektronik-Module (statt einem) zum Einsatz. Sie befinden sich im Bereich der Vorder- und Hinterachse und managen dort den Energiefluss zwischen der Batterie und den E-Maschinen. Dabei wandeln sie den Gleichstrom (DC) der Batterie in den für den Betrieb der E-Maschinen benötigten Wechselstrom (AC) um. Die vordere Leistungselektronik dient zudem als DC/DC-Wandler, um das Niedervolt-Bordnetz mit 12V-Spannung zu versorgen.
Zu den weiteren Hybrid-Komponenten gehört zudem das Ladegerät, das statt mit 3,6 kW, wie beim ersten eHybrid, nun an AC-Ladesäulen (Wallbox) mit bis zu 11 kW laden kann. Ferner können die neuen Modelle erstmals auch an DC-Schnellladesäulen mit bis zu 50 kW geladen werden, was die Batterie in ca. 26 Minuten wieder von 10 auf 80 Prozent bringt.
Hightech-Plug-in-Hybrid überzeugt
Die Hybridstrategie ist so ausgelegt, dass – bei ausreichender Ladung – zuerst die elektrische Energie der Hochvoltbatterie genutzt und bis 130 km/h die vordere E-Maschine und bei Bedarf auch die hintere E-Maschine angetrieben werden. Oberhalb von 130 km/h wird die Hinterachse über die Trennkupplung automatisch aus dem Antriebssystem herausgenommen und die hintere E-Maschine deaktiviert. Bei Geschwindigkeiten von über 130 km/h, einem Kick-down oder ab einem nicht mehr ausreichenden Ladestand der Batterie schaltet sich der 1.5 TSI evo2 hinzu.
Im Teillastbereich schaltet sich der Benziner indes so oft wie möglich ab. Der Bulli «segelt» dann entweder ohne jegliche Motorunterstützung oder nutzt – bis 130 km/h – allein den E-Antrieb. Dieses Wechselspiel läuft vollautomatisch und nahezu unmerklich ab – mit Ausnahme des vollen Beschleunigens via Kick-down, da das 6-Gang-Getriebe dann herunterschaltet und sich so die Drehzahl des TSI erhöht.
Aktiviert wird der Allradantrieb von der Electronic Stability Control (ESC). Bis zu 100 Prozent der Antriebskraft können an die Vorder- oder Hinterachse geleitet werden, wobei der elektrische Hinterachsantrieb auch bei leerer Batterie zur Verfügung steht: Der benötigte Strom wird automatisch vom TSI-Motor und der in diesem Fall als Generator arbeitenden vorderen E-Maschine erzeugt.
Diese hohe Technologisierung bleibt nicht ohne Folgen: Je nach Modell und Ausstattung liegen die WLTP-Verbrauchswerte bei komplett entladener Batterie zwischen 7,5 und 8,1 l/100 km. In der Praxis kann sogar noch deutlich sparsamer gefahren werden, da die Batterie via Rekuperation immer wieder Energie aufnimmt und so die E-Maschinen ins Antriebssystem einbinden kann.
